RU183518U1

RU183518U1 - VACUUM CAPTURE DEVICE

Info

Publication number: RU183518U1
Application number: RU2018116725U
Authority: RU
Inventors: Николай Владимирович Полежаев; Марк Григорьевич Кристаль; Максим Дмитриевич Хорошевский; Евгений Вячеславович Стегачев; Ася Юрьевна Горелова
Priority date: 2018-05-04
Filing date: 2018-05-04
Publication date: 2018-09-25

Abstract

Полезная модель относится к автоматизации производственных процессов и может найти применение в устройствах для автоматического захвата и ориентированной подачи плоских деталей с внутренним осесимметричных отверстием в рабочую зону для сборки. Техническим результатом является повышение точности подачи детали в рабочую зону при сборке с обеспечением необходимого быстродействия. Указанный технический результат достигается тем, что вакуумное захватное устройство, содержащее корпус, расположенные в корпусе вакуумные камеры, выполненные в виде открытых с одной стороны полых цилиндров, боковые стенки которых имеют тангенциально расположенные отверстия для подачи сжатого воздуха, замкнутую полость и штуцер, при этом устройство снабжено пневматическим переключателем, камерой нагнетания, образованной крышкой и корпусом, и ориентирующими соплами, выполненными в корпусе, причем один из выходов пневматического переключателя соединен через штуцер с замкнутой полостью, а другой - через дополнительный штуцер с камерой нагнетания, которая соединена с ориентирующими соплами.The utility model relates to the automation of production processes and can be used in devices for automatic gripping and oriented feeding of flat parts with an axisymmetric internal hole in the working area for assembly. The technical result is to increase the accuracy of the submission of the part to the working area during assembly with the necessary speed. The specified technical result is achieved in that a vacuum gripping device comprising a housing, vacuum chambers located in the housing, made in the form of hollow cylinders open on one side, the side walls of which have tangentially arranged openings for supplying compressed air, a closed cavity and a fitting, while equipped with a pneumatic switch, a discharge chamber formed by the cover and the housing, and orienting nozzles made in the housing, one of the outputs of the pneumatic transfer yuchatelya connected through connection with a closed cavity, and the other - through an additional discharge nozzle with a camera which is connected to orienting nozzles.

Description

Полезная модель относится к автоматизации производственных процессов и может найти применение в устройствах для автоматического захвата и ориентированной подачи плоских деталей типа прокладка с внутренним осесимметричным отверстием в рабочую зону при сборке.The utility model relates to the automation of production processes and can be used in devices for the automatic capture and oriented feeding of flat parts such as a gasket with an axisymmetric internal hole in the working area during assembly.

Известно устройство (см. патент CN №104527207, В23Р 19/02 B25J 13/08 B25J 15/06 B25J 15/10 В32В 38/10, 22.04.2015) содержащие вал, манипулятор, фиксирующий блок с подвижным рельсом и три группы уплотнительных сопловых механизмов.A device is known (see CN patent No. 104527207, B23P 19/02 B25J 13/08 B25J 15/06 B25J 15/10 B32B 38/10, 04/22/2015) containing a shaft, a manipulator, a locking block with a movable rail and three groups of sealing nozzles mechanisms.

Недостатком данного вакуумного захватного устройства является то, что для подачи детали с требуемой точностью ее необходимо переместить на позицию ориентирования, где она будет сориентирована при помощи средств машинного зрения, что может привести к снижению быстродействия процесса сборки за счет добавления дополнительной операции.The disadvantage of this vacuum gripping device is that to supply the part with the required accuracy, it must be moved to the orientation position, where it will be oriented using machine vision, which can lead to a decrease in the speed of the assembly process by adding an additional operation.

Известно пневматическое захватное устройство (см. патент Ru №104888 М. Кл. B25J 15/06, 2011), содержащее полый корпус с питающими каналами и выходными отверстиями, кольцевую камеру нагнетания и кольцевую вихревую камеру соединенные тангенциальными каналами, и кольцевой канал, причем полый корпус выполнен цилиндрическим, с установленным внутри него стаканом корпуса и соосной с ним вращаемой ориентирующей втулкой и цилиндрическим стаканом, закрепленным относительно цилиндрического полого корпуса с подводом сжатого воздуха через питающий канал, при этом кольцевая камера нагнетания образована по наружной цилиндрической поверхности стакана корпуса, кольцевая вихревая камера образована внутренней цилиндрической поверхностью стакана корпуса и наружной цилиндрической поверхностью вращаемой ориентирующей втулки, кольцевой канал образован внутренней поверхностью вращаемой ориентирующей втулки и наружной поверхностью цилиндрического стакана, причем цилиндрический стакан образует дополнительную камеру нагнетания и выполнен с соплами, расположенными под углом к центральной оси, с возможностью обеспечения вакуумного разрежения воздуха в нижней части кольцевого канала и отвода сжатого воздуха в верхнюю часть кольцевого канала и далее через выходные отверстия в атмосферу, а нижние торцевые поверхности стакана корпуса, вращаемой ориентирующей втулки и цилиндрического стакана образуют рабочую поверхность устройства, вращаемая ориентирующая втулка установлена с возможностью плоскопараллельного перемещения относительно центральной оси, в нижней торцевой поверхности цилиндрического стакана выполнено осевое сопло с возможностью подвода к нему, посредством установленной в полости цилиндрического стакана питающей трубки, сжатого воздуха, при этом устройство снабжено пневматическим переключателем, один из выходов которого соединен с питающей трубкой, а другой - с питающими каналами камер нагнетания, для обеспечения поочередной подачи сжатого воздуха к осевому соплу и камерам нагнетания.A pneumatic gripper is known (see patent RU No. 104888 M. Cl. B25J 15/06, 2011) comprising a hollow body with feed channels and outlet openings, an annular discharge chamber and an annular vortex chamber connected by tangential channels, and an annular channel the casing is made cylindrical, with a casing glass installed inside it and a rotatable orienting sleeve coaxial with it and a cylindrical glass fixed relative to the cylindrical hollow casing with the supply of compressed air through the supply channel, this annular discharge chamber is formed on the outer cylindrical surface of the housing glass, the annular vortex chamber is formed by the inner cylindrical surface of the housing glass and the outer cylindrical surface of the rotatable orienting sleeve, the annular channel is formed by the inner surface of the rotatable orienting sleeve and the outer surface of the cylindrical glass, and the cylindrical glass forms an additional injection chamber and made with nozzles located at an angle to the Central axis, with the possibility of providing vacuum rarefaction of air in the lower part of the annular channel and the discharge of compressed air to the upper part of the annular channel and then through the outlet openings to the atmosphere, and the lower end surfaces of the body cup, rotatable orienting sleeve and cylindrical glass form the working surface of the device, rotatable orienting sleeve with the possibility of plane-parallel movement relative to the central axis, in the lower end surface of the cylindrical cup is made axial a plane with the possibility of supplying to it, by means of a supply tube installed in the cavity of the cylindrical glass, of compressed air, the device is equipped with a pneumatic switch, one of the outputs of which is connected to the supply tube, and the other to the supply channels of the discharge chambers, to ensure alternate supply of compressed air to the axial nozzle and discharge chambers.

Недостатком данного вакуумного захватного устройства является то, что при ориентировании плоских деталей с внутренним осесимметричным отверстием одним соплом, деталь центрируется, но не совершает поворот относительно оси вакуумного захватного устройства. Это приводит к снижению точности подачи детали в рабочую зону при сборке.The disadvantage of this vacuum gripper is that when orienting flat parts with an axisymmetric internal hole with one nozzle, the part is centered, but does not rotate about the axis of the vacuum gripper. This leads to a decrease in the accuracy of feeding the part into the working area during assembly.

Наиболее близким из известных технических решений является вакуумное захватное устройство (см. А.С. СССР №537924 М. Кл. В66С 1/02, 05.12.1976), содержащие корпус с проушиной, расположенные в корпусе вакуумные камеры, выполненные в виде открытых со стороны груза полых цилиндров, боковые стенки которых имеют тангенциально расположенные отверстия для подачи воздуха, вакуумные цилиндрические камеры, штуцер и упоры.The closest known technical solution is a vacuum gripper (see A.S. USSR No. 537924 M. Cl. B66C 1/02, 12/05/1976) containing a housing with an eye, vacuum chambers located in the housing, made in the form of open cargo sides of hollow cylinders, the side walls of which have tangentially arranged openings for air supply, vacuum cylindrical chambers, a fitting and stops.

Недостатком указанного вакуумного захватного устройства является то, что отсутствие операции ориентирования перед захватом приводит к снижению точности подачи плоских деталей в рабочую зону при сборке.The disadvantage of this vacuum gripping device is that the lack of orientation operations before the capture leads to a decrease in the accuracy of feeding flat parts into the working area during assembly.

Задачей, на решение которой направленна заявляемая полезная модель, является создание предлагаемого устройства, позволяющего производить ориентирование детали перед захватом под действием разнонаправленных струй сжатого воздуха. Это позволит производить подачу плоских деталей типа прокладка с внутренним осесимметричным отверстием с необходимой точностью в рабочую зону при сборке и обеспечить необходимое быстродействие для осуществления сборки.The task to which the claimed utility model is directed is to create the proposed device, which allows orientation of the part before capture under the action of multidirectional jets of compressed air. This will allow the supply of flat parts such as gasket with an axisymmetric internal hole with the necessary accuracy in the working area during assembly and provide the necessary speed for assembly.

Техническим результатом является повышение точности подачи детали в рабочую зону при сборке с обеспечением необходимого быстродействия.The technical result is to increase the accuracy of the submission of the part to the working area during assembly with the necessary speed.

Указанный технический результат достигается тем, что вакуумное захватное устройство, содержащее корпус, расположенные в корпусе вакуумные камеры, выполненные в виде открытых с одной стороны полых цилиндров, боковые стенки которых имеют тангенциально расположенные отверстия для подачи сжатого воздуха, замкнутую полость и штуцер, при этом устройство снабжено пневматическим переключателем, камерой нагнетания, образованной крышкой и корпусом, и ориентирующими соплами, выполненными в корпусе, причем один из выходов пневматического переключателя соединен через штуцер с замкнутой полостью, а другой - через дополнительный штуцер с камерой нагнетания, которая соединена с ориентирующими соплами.The specified technical result is achieved in that a vacuum gripping device comprising a housing, vacuum chambers located in the housing, made in the form of hollow cylinders open on one side, the side walls of which have tangentially arranged openings for supplying compressed air, a closed cavity and a fitting, while equipped with a pneumatic switch, a discharge chamber formed by the cover and the housing, and orienting nozzles made in the housing, one of the outputs of the pneumatic transfer yuchatelya connected through connection with a closed cavity, and the other - through an additional discharge nozzle with a camera which is connected to orienting nozzles.

Предложенная камера нагнетания служит для подачи сжатого воздуха в ориентирующие сопла. В них формируются струи сжатого воздуха, которые при соударении с поверхностью стола растекаются по ней и взаимодействуют с внутренней поверхностью детали, оказывая на нее силовое воздействие. Это обеспечивает центрирование и поворот относительно оси вакуумного захватного устройства плоской детали типа прокладка с внутренним осесимметричным отверстием, и как следствие повышает точность подачи в рабочую зону при сборке.The proposed pressure chamber serves to supply compressed air to the orienting nozzles. They form jets of compressed air, which upon impact with the table surface spread along it and interact with the inner surface of the part, exerting a force on it. This provides centering and rotation about the axis of the vacuum gripper of a flat part such as a gasket with an axisymmetric internal hole, and as a result increases the accuracy of feeding into the working area during assembly.

Пневматический переключатель производит по очередное переключение подачи сжатого воздуха между камерой нагнетания и замкнутой полостью. Это позволяет производить ориентирования и захват детали без перемещения вакуумного захватного устройства, что обеспечить необходимое быстродействие при повышении точности подачи в рабочую зону при сборке.The pneumatic switch alternately switches the compressed air supply between the discharge chamber and the closed cavity. This allows you to orient and capture the part without moving the vacuum gripper, which ensures the necessary speed while increasing the accuracy of the feed into the working area during assembly.

На фиг. 1 представлено предлагаемое вакуумное захватное устройство. На фиг. 2 - разрез А - А фигуры 1. На фиг. 3 - силы, действующие на деталь.In FIG. 1 presents the proposed vacuum gripper. In FIG. 2 - section A - A of figure 1. In FIG. 3 - forces acting on the part.

Вакуумное захватное устройство (фиг. 1) состоит из корпуса 1 и крышки 2, расположенных в корпусе 1 вакуумных камер 3, выполненных в виде открытых с одной стороны полых цилиндров, боковые стенки которых имеют тангенциально расположенные отверстия 4 для подачи сжатого воздуха. Корпус 1, крышка 2 и боковые стенки вакуумных камер 3 образуют замкнутую полость 5, причем в корпусе 1 установлен штуцер 6 для подвода сжатого воздуха в замкнутую полость 5. А корпус 1 и крышка 2 образуют камеру нагнетания 7, причем в крышке 2 установлен дополнительный штуцер 8 для подвода сжатого воздуха в камеру нагнетания 7. Также устройство снабжено пневматическим переключателем 9, один из выходов которого соединен через штуцер 6 с замкнутой полостью 5, а другой - через дополнительный штуцер 8 камерой нагнетания 7, которая соединена с ориентирующими соплами 10, выполненными в корпусе 1. Замкнутая полость 5 обеспечивает подачу сжатого воздуха через тангенциально расположенные отверстия 4 (фиг. 2) в вакуумные камеры 3. В вакуумных камерах 3 струи сжатого воздуха сформированные тангенциально расположенными отверстиями 4 вращаются в разные стороны в попарно симметрично расположенных вакуумных камерах 3, для уравновешивания реактивных моментов. Камера нагнетания 7 служит для подачи сжатого воздуха в ориентирующие сопла 10, в которых формируются струи сжатого воздуха, растекающиеся при соударении со столом 11 по его поверхности и взаимодействующие, при этом, с внутренней поверхностью детали 12, расположенной на столе 11.The vacuum gripping device (Fig. 1) consists of a housing 1 and a cover 2 located in the housing 1 of the vacuum chambers 3, made in the form of hollow cylinders open on one side, the side walls of which have tangentially located openings 4 for supplying compressed air. The housing 1, the cover 2 and the side walls of the vacuum chambers 3 form a closed cavity 5, and a fitting 6 is installed in the housing 1 for supplying compressed air to the closed cavity 5. And the housing 1 and the cover 2 form an injection chamber 7, and an additional fitting is installed in the cover 2 8 for supplying compressed air to the discharge chamber 7. Also, the device is equipped with a pneumatic switch 9, one of the outputs of which is connected through a nozzle 6 with a closed cavity 5, and the other through an additional nozzle 8 of the discharge chamber 7, which is connected to the orienting mi nozzles 10, made in the housing 1. The closed cavity 5 provides the supply of compressed air through the tangentially located holes 4 (Fig. 2) into the vacuum chambers 3. In the vacuum chambers 3, the compressed air jets formed by the tangentially arranged holes 4 rotate in opposite directions in pairwise symmetrical located vacuum chambers 3, to balance the reactive moments. The discharge chamber 7 serves to supply compressed air to the orienting nozzles 10, in which a stream of compressed air is formed, spreading upon impact with the table 11 on its surface and interacting with the inner surface of the part 12 located on the table 11.

Вакуумное захватное устройство работает следующим образом.Vacuum gripping device operates as follows.

В исходный момент времени захватываемая деталь 12 лежит на поверхности стола 11, геометрический центр захватываемой детали 12 и вакуумного захватного устройства имеют случайное смещение Δ (Фиг. 3) и случайный угол поворота ϕ детали относительно оси вакуумного захватного устройства. Сжатый воздух подается с одного из выходов пневматического переключателя 9 через дополнительный штуцер 8 в камеру нагнетания 7. Из нее сжатый воздух подается в ориентирующие сопла 10, в которых формируются струи сжатого воздуха, растекающиеся при соударении с поверхностью стола 11 по его поверхности. Образованные растекающееся струи сжатого воздуха осуществляют воздействие на внутреннюю поверхность детали 12. Поскольку при смещении Δ (Фиг. 3) оси проходящей через геометрический центр детали 12 относительно оси вакуумного захватного устройства и угла поворота ϕ детали относительно оси вакуумного захватного устройства, силовое воздействие струй сжатого воздуха на внутреннюю поверхность детали 12 неравномерно. Это приводит к возникновению результирующей силы R, направленной в сторону совмещения оси детали O₁ и оси вакуумного захватного устройства О, так же возникает момент М, стремящийся повернуть деталь до значения угла поворота ϕ, равным нулю. По истечению времени ориентирования силовое воздействие струй сжатого воздуха на внутреннюю поверхность детали 12 выравнивается, равнодействующая сила R и момент М становятся равными нулю, а следовательно смещение Δ (Фиг. 3) и угол поворота ϕ становятся близкими к нулю, что позволяет повысить точность ориентирование детали. Далее происходит срабатывание пневматического переключателя 9, который начинает подавать сжатый воздух с другого своего выхода через штуцер 6 в замкнутую полостью 5. Сжатый воздух из замкнутой полости 5 через тангенциально расположенные отверстия 4 струями подается в вакуумные камеры 3, в которых приводится во вращение. При этом воздух в вакуумных камерах 3, расположенных друг напротив друга, вращается в противоположных направлениях, чтобы реактивные моменты были уравновешены. В результате воздействия центробежных сил во вращающемся столбе воздуха между вакуумным захватным устройством и поверхностью детали 12 возникает разряжение воздуха. С уменьшением зазора между деталью 12 и вакуумными камерами 3 расход воздуха уменьшается, и давление в вакуумных камерах 3 повышается, что приводит к бесконтактному захвату плоских деталей.At the initial moment of time, the grip part 12 lies on the surface of the table 11, the geometric center of the grip part 12 and the vacuum gripper have a random offset Δ (Fig. 3) and a random angle of rotation ϕ of the part relative to the axis of the vacuum gripper. Compressed air is supplied from one of the outputs of the pneumatic switch 9 through an additional nozzle 8 to the discharge chamber 7. From it, compressed air is supplied to the orienting nozzles 10, in which compressed air jets are formed that flow upon impact with the surface of the table 11 over its surface. Formed spreading jets of compressed air act on the inner surface of the part 12. Since, with a shift Δ (Fig. 3) of the axis passing through the geometric center of the part 12 relative to the axis of the vacuum gripper and the rotation angle ϕ of the part relative to the axis of the vacuum gripper, the force impact of the jets of compressed air on the inner surface of the part 12 is uneven. This leads to the emergence of the resulting force R, directed towards the alignment of the part axis O ₁ and the axis of the vacuum gripper O, the same moment M appears, tending to rotate the part to a rotation angle ϕ equal to zero. After the orientation time has passed, the force of the compressed air jets on the inner surface of the part 12 is leveled, the resultant force R and the moment M become equal to zero, and therefore the displacement Δ (Fig. 3) and the rotation angle ϕ become close to zero, which allows to increase the accuracy of the part orientation . Next, the pneumatic switch 9 is triggered, which begins to supply compressed air from its other outlet through the nozzle 6 to the closed cavity 5. Compressed air from the closed cavity 5 through the tangentially located holes 4 is supplied by jets into the vacuum chambers 3, in which they are rotated. At the same time, the air in the vacuum chambers 3, located opposite each other, rotates in opposite directions, so that the reactive moments are balanced. As a result of the action of centrifugal forces in a rotating column of air between the vacuum gripper and the surface of the part 12, an air discharge occurs. With a decrease in the gap between the part 12 and the vacuum chambers 3, the air flow rate decreases, and the pressure in the vacuum chambers 3 increases, which leads to a contactless capture of flat parts.

Таким образом, предлагаемое вакуумное захватное устройство обеспечивает центрирование и поворот захватываемой плоской детали 12 осесимметричной формы относительно захватного устройства путем подвода к ориентирующим соплам 10, выполненным в нижней торцевой поверхности корпуса 1, сжатого воздуха, что позволяет обеспечить требуемую точность с обеспечением необходимого быстродействия, при ее подаче в рабочую зону при сборке.Thus, the proposed vacuum gripper provides centering and rotation of the gripping flat part 12 of an axisymmetric shape relative to the gripper by supplying compressed air to the orienting nozzles 10 made in the lower end surface of the housing 1, which ensures the required accuracy with the required speed, feeding into the working area during assembly.

Claims

Vacuum gripping device comprising a housing, vacuum chambers located in the housing, made in the form of hollow cylinders open on one side, the side walls of which have tangentially arranged openings for supplying compressed air, a closed cavity and a nozzle, characterized in that it is equipped with a pneumatic switch, a chamber pressure formed by the cover and the housing, and orienting nozzles made in the housing, moreover, one of the outputs of the pneumatic switch is connected through a fitting with a closed strip thw, and the other through an additional fitting with a discharge chamber, which is connected to the orienting nozzles.